《水污染控制技术》课程教案

1、.：.；课程教案 HYPERLINK blog.163/xinxin11221314126/blog/static/49066564202151455753459/ l # 默许分类 2021-06-14 17:57 阅读66评论0 字号： HYPERLINK blog.163/xinxin11221314126/blog/static/49066564202151455753459/ l # 大大 HYPERLINK blog.163/xinxin11221314126/blog/static/49066564202151455753459/ l # 中中 HYPERLINK blog.16

2、3/xinxin11221314126/blog/static/49066564202151455753459/ l # 小小 课程教案第一章 绪 论第一节 水资源与水循环一、水资源世界1.41015m3 97.2% 咸水 2.53% 淡水 0.50.8%能直接利用中国 2.81012 m3 居世界第六位人均 2200 m3 第100位以后 且分部不均二、水循环什么叫水循环：是指自然界中的水经过蒸发、凝结、降水雪、浸透和径流等作用，无终止的往复循环过程。自然循环：自然界中的水在太阳照射和地心引力等的影响下不停地流动和转化，经过降水、径流、浸透和蒸发等方式循环不止，构成水的自然循环，构成各种不同

3、的水源的过程称为水的自然循环。社会循环：人类为生存，从自然环境中大量取用天然水体中的水，作为维持生命活动的物质根底，又不断地经过新陈代谢把代谢物排泄到自然界中，如此周而复始。使水在人类社会中构成的部分循环体系被称为社会循环。第二节 水的性质一、水的异常特性水的三态变化固体 液体 气体同时存在于自然界中温度体积效应 3.98时，密度最大为1.000 g/3 , 结冰时体积膨胀热容量最大 比热容、蒸发热、熔解热溶解及反响才干极强 溶剂 化合反响 界面特性突出 外表张力大有机物和生命物质中氢元素的来源二、天然水中的杂质存在形状 溶解物 胶体颗粒 悬浮物 见P4 表1-2、 1-3三、污水的来源与分类

4、污水：是生活污水、工业废水、被污染的降水和流入排水管渠的其它污染水的总称。水质污染：是指人为呵斥河流、湖泊、海洋等自然形状的水，在水的物理、化学、生物等方面发生变化，使水的利用遭到妨碍的景象。污水的来源生活污水 工业废水 降水工业废水的分类按工业废水的污染物性质和危害分类a. 消费废水b. 工业冷却水按工业废水中所含污染物分类c. 含无机污染污水d. 含有机污染物的污水e. 既含有机污染物又含无机污染物的污水按耗氧和含有毒目的分类f. 无机污水无机无毒、 无机有毒g. 有机污水有机无毒、 有机有毒、 有机耗氧按主体污染物与采取治理方法结合分类h. 含悬浮物和含油i. 含无机污染物j. 含有机污

5、染物k. 冷却用水 思索题：P3 、P6四、污水的水质目的水质：指水与水中杂质共同表现的综合特征。水质目的：水中杂质详细衡量的尺度称为水质目的。化学需氧量COD化学需氧量,是指在一定条件下，采用一定的强氧化剂处置水样时，所耗费氧化剂的量，以氧的毫克/升来表示。CODCr 单位：mg/L生化需氧量BOD 生化需氧量，是指在有氧的条件下，由于微生物的作用，水中能分解的有机物质完全氧化分解时所耗费溶解氧的量，以氧的毫克/升来表示。BOD5 单位：mg/l悬浮物SS 悬浮物SS，是指不能经过过滤器滤纸或滤膜的固体物质。单位：mg/l总需氧量TOD总需氧量：有机物中含有的C、H、N、S等元素全部被氧化为

6、CO2、H2O、NO2和SO2，此时的需氧量称为总需氧量。总有机碳TOC 总有机碳：表示水中有有机污染物的总含碳量，是评价水中有机污染物质的一个综合参数。单位：mg/l有机氮 有机氮：是反映水中蛋白质、氨基酸、尿素等含氮有机物总量的一个目的。有机氮在有氧的条件下进展生物氧化逐渐分解为：NH3 NH4+、 NO2- 、 NO3-氨氮 亚硝酸氮 硝酸氮 总氮TNPH值 PH值，是指示水酸碱性的重要目的，在数值上等于氢离子浓度的负对数。有毒物质 有毒物质，是指污水中到达一定浓度后，可以危害人体安康、危害水体中的水生生物或影响污水的生物处置的物质。细菌总数 细菌总数，是指1mL水中所含有的各种细菌的总

7、数，是反映水体所受细菌污染程度的目的。大肠菌数 大肠菌数，是指1L水中所含大肠菌个数，生物污染目的。溶解氧DO 溶解氧，是指溶解在水中的游离氧。单位：O2 mg/L温度 常用的物理目的。色度 是一种经过感官来察看污水颜色深浅的程度。浊度由于水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物等悬浮物和胶体物质而使水体变得混浊的程度。电导率K 电导率：电导是电阻的倒数，单位间隔 上的电导称为电导率。电导率表示水中电离物质的总数，间接地表示水中溶解盐的含量。五、水质规范简单引见以后任务中陆续了解 第三节 水体污染与自净一、水体污染水体：是指地表被水覆盖的自然综合体。水体不仅包括水，而且也包括水中的悬浮物、底泥及

8、水中生物等。水体污染：是指排入水体的污染物在数量上超越了该物质在水体中本底含量和 水体环境容量，从而导致了水体的物理特征和化学特征发生不良变化，破坏了水中固有的生态系统，破坏了水体的功能及其在经济开展和人民生活中的作用。水体中的污染物按其种类和性质普通可分为四类简单引见无机无毒物颗粒状的污染杂质酸、碱、无机盐氮、磷等植物营养物质无机有毒物氰化物CN砷As汞Hg镉Cd铬Cr有机无毒物需氧有机物 蛋白质、脂肪有机有毒物有机氯化物多氯联苯、有机氯农药酚多环有机化合物3，4-苯并芘、 1，2-苯并蒽石油及其他污染石油类污染物放射性污染热污染引见几个世界性公害思索题：P11 、二、水体的自然净化水体的自

9、然净化是指水体可以在其环境容量的范围以内，经过物理、化学和生物的作用，使排入水体的污染物质的浓度，随着时间的推移、流动的过程中自然降低，这就是水体是自然净化作用。物理净化 物理净化作用，是指污染物质由于稀释、混合、沉淀等作用而使水体污染物质浓度降低的过程。化学净化化学净化作用，是指污染物质由于中和、氧化、复原、分解等作用而使水体污染物质浓度降低的过程。生物净化 生物净化作用，是指由于水中生物活动，尤其是水中微生物对有机物的氧化分 解作用而引起的污染物质浓度降低的过程。以河流自净为例，讲述水体自然净化过程。见教材P17第四节 污水处置技术一、普通处置原那么略二、污水处置方法的分类物理处置法物理处

10、置法，是经过物理作用，以分别、回收废水中不溶解的呈悬浮形状污染物质的方法。化学处置法化学处置法，是经过化学反响和传质作用来分别、去除废水中呈溶解、胶体形状的污染物质或将其转化为无害物质的污水处置法。生物处置法生物处置法，是经过微生物的代谢作用，使废水中呈溶解、胶体以及微细悬浮形状的有机性污染物转化为稳定、无害的物质的污水处置方法。好氧生物处置法好氧生物处置法，是好氧微生物在有氧条件下将复杂的有机物分解成CO2、H2O和NH3等， 并以释放出的能量来完成其机体的功能，如：繁衍、增长和运动等。厌氧生物处置法厌氧生物处置法，是厌氧微生物在无氧条件下将高浓度有机废水或污泥中的有机物分解，最后产生甲烷和

11、CO2等气体。三、污水处置的分级污水一级处置 污水一级处置，是去除废水中的漂浮物和部分悬浮形状的污染物质，调理废水 的PH值、减轻废水的腐化程度和后续处置工艺负荷的方法。挑选法挑选法是分别污水中呈悬浮形状污染物的方法。常用设备：格栅、筛网沉淀法 沉淀法是经过重力沉降分别废水中呈悬浮形状污染物质的方法。主要构筑物：沉砂池、沉淀池。上浮法上浮法用于去除污水中相对密度小于1的污染物，或经过投加药剂加压溶气等措施去除相对密度稍大于1的污染物质。预曝气法预曝气法的作用，是产生自然或生物絮凝作用，使污水中是微小颗粒变大，以便于沉淀分别；氧化废水中的复原性物质；吹脱废水中的挥发物；减轻污水的腐化提高污水稳定

12、度。污水二级处置污水二级处置：去除废水中呈胶体和溶解形状的有机物的方法。活性污泥法以污水中有机物为底物，在有氧条件下，对各种微生物群体进展培育构成活性污泥，利用这种活性污泥在废水中凝聚、吸附、氧化、分解和沉淀等作用过程，去除废水中有机污染物，从而得到净化的废水处置方法。生物膜法生物膜法是使废水经过生长在固定支承物外表的生物膜，利用生物氧化作用和各相之间的物质交换、降解废水中有机污染物的方法。三级处置 污水深度处置、高级处置 三级处置是为进一步去除二级处置未能去除的污染物质，其中包括微生物未能降解的有机物或氮、磷等可溶无机物的方法。除磷a.化学除磷 b.生物除磷除氮a.生物硝化-反硝化法有机污染

13、物的去除a.活性炭吸附 b.臭氧-活性炭溶解性无机物的去除a.离子交换 b.电渗析 c.反浸透病毒的去除臭氧、二氧化氯、次氯酸钠、氯气见表1-5常用污水处置方法思索题：P22 、 第二章 污水的物理处置物理处置法：借助于物理作用分别和去除污水中不溶性悬浮物体或固体的方法叫物理处置法。第一节 平衡和调理为什么在污水处置前设置调理池对污水的水质、流量进展平衡和调理？见P24什么叫调理池：调理水量和水质的构筑物称为调理池。一、水质调理外加动力调理 外加动力：鼓风空气搅拌、叶轮搅拌、水泵循环.采用差流方式调理 强迫调理，使同时间和不同浓度的污水进展水质本身混合。对角线调理池特点：出水槽对角设置。污水由

14、左右两侧进入池内，经过一定的时间的混合才流到出水槽，使出水槽中的混合污水不同时间内流出，这种不同时间不同浓度的污水进入池为自动调理均质。折流调理池二、水量调理线内调理池调理时间普通 6h线外调理池第二节 挑选挑选：是指去除污水中粗大的悬浮物和杂物，以维护后续处置设备能正常运转的一种预处置方法。一、格栅格栅：是一种最简单的过滤设备，由平行的金属条和金属棒构成，用来截留污水中粗大的悬浮物和漂浮物.格栅栅条间隙：粗格栅 中格栅 细格栅50100 1040 310废水经过格栅的流速普通不小于 0.81.0 m/s一格栅的分类1.在运用中分类固定格栅活动格栅2.根据清洗方法分类人工清渣格栅机械清渣格栅二

15、、筛网筛网：筛滤的构件由金属丝织物、或化学纤维构成，用于去除格栅难于去除的悬浮状的细小纤维等杂物。转筒式筛网 见P30页 图2-10水力回转筛网 见P30页 图2-11 振动筛网 见 P30页 图2-12 三、筛余物的处置填埋、熄灭、或同城市渣滓一同处置复习思索题：P31 四、格栅的设计计算1.设计参数 栅渣量计算格栅间隙 1625 0.100.05m3/103m3(栅渣/污水)格栅间隙 3050 0.030.01 m3/103m3(栅渣/污水) 每日栅渣量大于0.2 m3 ，普通采用机械清渣 过栅流速普通采用 0.61.0 m/s 格栅前渠道内的水流速度普通采用0.40.9 m/s 格栅倾角

16、普通采用4575 经过格栅的水头损失普通采用0.080.15m 格栅间任务台台面应高出栅前最高设计水位0.5 m 任务台两侧过道宽度不应小于0.7 m，任务台正面宽度1.21.5 m 动力安装宜设在室内，设通风设备2.格栅的计算尺寸图 第二节 沉淀与上浮沉淀：水中悬浮颗粒依托重力作用，从水中分别出来的过程称为沉淀.上浮：当悬浮物的密度小于水时，上浮至水面构成浮渣油的过程称上浮.一、沉淀根本实际沉淀根本类型 P31 根据教材分析了解沉淀的四种类型自在沉淀水中的悬浮物固体浓度不高，不具有凝聚的性能，也不相互关扰，其尺寸、外形、密度等均不改动，下沉速度恒定。絮凝沉淀当水中悬浮物浓度不高，但有絮凝性时

17、，在沉淀过程中，颗粒相互凝聚，其颗径和质量增大，沉淀速度加快。拥堵沉淀也称集团沉淀、分层沉淀、成层沉淀当悬浮物浓度高时，每个颗粒下沉都遭到周围其他颗粒的干扰，颗粒相互牵扯构成网状的“絮毯整体下沉，在颗粒群与廓清水之间存在明显的界面。紧缩沉淀当悬浮物浓度很高，颗粒相互接触，相互支承时，在上层颗粒的作用下，下层颗粒间的水被挤出，污泥层被紧缩。沉淀池沉淀效果分析理想沉淀池的假定条件：1.从入口到出口，池内污水按程度方向流动，颗粒分布均匀，程度流速为等速流动。2.悬浮颗粒沿整个水深均匀分布，处于自在沉淀形状，颗粒的程度分速等于程度流速沉淀速度固定不变。3.颗粒沉到池底即以为被除去。沉淀池包括四部分：流

18、入区、流出区、沉淀区、污泥区某一颗粒运动轨迹的斜率为：u/ 颗粒程度分速u 颗粒沉速沉于池底的颗粒程度径流时间和垂直沉降时间一样，即： f= L/ = H/u 设污水处置水量为Qm3/h，B为沉淀池宽度，沉淀池面积为： A= BL 沉淀池的容积为： V= Qt = HBL 经过沉淀池的流量为： Q = V/t = HBL/t = (H/t)BL 由于 H = ut , u = H/t , A = LB 因此 Q = Au 可写成 Q/ A = u = qQ/A的物理意义：在单位时间内经过沉淀池单位外表积的流量，称外表负荷。 以q 表示。单位m3/(h)或m3/(s)，m/h 或 m/s。沉淀池

19、的沉淀率仅与颗粒沉速或沉淀池的外表负荷有关。沉淀根本原理斯托克斯公式： u = g/18(g y)d2式中： u 颗粒是沉浮速度，/s g 重力加速度，/s2 g 颗粒密度，g/3 y 液体密度，g/2 d 颗粒直径， 污水的动力粘滞系数，g/(s)g y 时，u正值，颗粒下沉 g 0.2程度流速 0.150.3 m/s分格数n 2平流式沉淀池平流沉淀池的构造组成a.进水区 b.沉淀区 c.出水区 d.存泥区排泥方法a.静水压力排泥b.机械排泥见P37 图2-22设计参数：档板高出水面0.150.2 m，伸入水下不小于0.2 m 有效高度：3.04.0 m 长宽比不小于4：1 长深比不小于10

20、：1 程度流速：1025 /s 停留时间：1.03.0h 外表负荷：初沉池 1.53.0 m3/h ,二沉池 12 m3/h平流式沉淀池的计算a. 沉淀区的计算 去除颗粒的沉速a 有效水深： h2 = qtq外表负荷，初沉池1.53.0 m3/h ,二沉池 12 m3/ht污水沉淀时间，初沉池12 h ,二沉池1.52.5 h沉淀区有效水深普通为2.04.0 mb 总面积： A = Qmax / qQmax 最大设计流量，m3/hq 外表负荷c 有效容积： V1 = Ah2 = Qmaxtd 沉淀区长度: L = 3.6t 最大设计流量时的平均流速，/s.普通不大于5/se 沉淀区宽度： B

21、= A / Lf 沉淀池座数或分格数： m = B / bb 每座或每格的宽度，普通为510 mb. 污泥区的计算污泥量：W =24 QmaxCO-C1100/r(100-o)tCO、C1 原水与沉淀出水的悬浮物浓度，kg/m3o 污泥含水率 %，普通 9597%r 污泥容积密度，kg/m3. 取1000 kg/m3t 两次排泥时间间隔.c. 沉淀池的高度 H = h1 + h2 + h3 + h4h1 超高， 0.3mh2 沉淀区高度，mh3 缓冲区高度， 0.30.5mh4 污泥区高度，m例2-2：题见P39解：1.设计参数确实定沉淀池的去除率为 =25050/250100% =80%由=

22、80%，查沉淀曲线，应去除的最小颗粒沉速为0.4/s(1.44 m/h)即外表负荷q = 1.44 m3/h，沉淀时间t = 65min。为使设计留有余地，对外表负荷除以1.5及沉淀时间乘1.75的系数。那么设计外表负荷为qo = q/1.5 = 1.44/1.5 = 0.96 m3/(h)由于qo = uo ,所以uo = 0.96m/h= 0.27(/s)设计沉淀时间 to = 1.75t = 1.7565 = 113.75(min)= 1.9 h设计污水水量Qmax = 100000/246060 = 1.157m3/s= 4166.7(m3/h)2.沉淀区各部尺寸总有效沉淀面积A =

23、Qmax/qo = 4166.7/0.96 = 4340.3采用20座沉淀池，每池外表积A1=4340.3/20=217，每池处置量为Q1=4166.7/20=208.3 m3/h，那么沉淀池有效水深为 h2 = V1/A1 = Q1t/A1 = 208.31.9/217 = 1.82(m)每个池宽取6 m ,那么池长为 L = A1/b = 217/6 = 36.17(m) 取36.0 m长宽比核算： 36.0/6 = 6/1 4：1 合格3.污泥区尺寸每日污泥产生量W 24 QmaxCO-C1100/r(100-o)t 666.7 (m3)每座沉淀池的污泥量W1 = 666.7/20 =

24、33.3 m3污泥区高度 h4 = 2800tg45= 2.8(m)污泥斗体积 V = 1/3 h4A + A + = 1/32.8(36+0.16+ = 36(m3)33.3(m3)即每座污泥斗可储存1d的污泥量，设2个污泥斗，可包容2d污泥量。沉淀池总高度用刮泥机，缓冲区h3 = 0.6 m H = h1+h2+h3+h4 = 0.3+1.82+ 0.62+0.6+2.8 = 5.52(m)设流入口至档板间隔 0.5m,流出口至档板间隔 0.3m，那么沉淀池总长度L = 0.5+0.3+36 = 36.8m平流池计算草图见P40 图 2-24竖流式沉淀池构造及特征优点：排泥容易、不需刮泥设

25、备、便于管理缺陷：池深大、施工难、造价高、容易小、水流分布不易均匀设计参数：贮池斗倾角： 4560 池直径： 不大于 7m 排泥管直径： 不小于200静水排泥压力： 1.52.0 m档渣板： 距池壁0.40.5 m ,伸入水中0.250.3 m 伸出水面0.10.2 m上升流速： 0.51.0/s沉淀时间： 11.5 h中心管流速： 不大于100/s、不大于30/s.反射板距喇叭口： 0.250.5 m缓冲层： 0.30.5 m超高： 0.5 m辐流式沉淀池构造与特征构造：见P42 图2-26 引见特征：污水流速由大向小变化斜板斜管沉淀池原理：添加沉淀面积，降低沉淀高度，提高沉淀效率构造三、隔

26、油池油类在水中的存在方式：重点引见浮油：油珠粒径较大，大于100m，易于浮于水面构成油膜或油层。分散油：油珠粒径为10100m，悬浮于水中不稳定，静止一定时间后可上浮。乳化油：粒径小于10m，普通0.12m，固水中表有外表活性剂，使油珠成为稳定的乳化形状。溶解油：粒径几m，是溶于水中的油微粒。重力分别法：是一种利用油水的密度差进展分别的方法，去除60m以上的油粒平流式隔油池斜板隔油池 思索题：P46 . 第四节 过滤什么叫过滤：过滤的利用过滤资料分别污水中悬浮和胶体杂质的一种技术。什么叫滤池：完成过滤工艺的处置构筑物称为滤池。常用于污水的深度处置一、过滤实际迁移机理附着机理零落机理 可简单引见

27、课后阅读滤池的滤作用 机械隔滤作用画出滤料层部分表示图讲解滤料层是大小不同的滤料颗粒组成，其间有很多孔隙，好象一个“筛子，当废水经过滤料时，比孔隙大的悬浮物颗粒首先被截流在孔隙中，于是滤料颗粒间孔隙越来越小，以后进入的较小悬浮颗粒也相继被截留下来，使废水得到净化。吸附、接触凝聚作用废水经过滤料层的过程中，要经过弯弯曲曲的水流孔道，悬浮物颗粒与滤料的接触时机很多，在接触的时候，由于相互分子间作用力结果，出现吸附和接触凝聚作用，尤其是过滤前投加絮凝剂时，接触凝聚作用更为突出。滤料颗粒越小，吸附和接触凝聚的效果也越好。吸附凝聚作用将悬浮颗粒截下来。二、过滤池构造 详见P48 图2-34 总结快滤池外

28、部与内部组成外部：滤池滤体、进水管、出水管、冲洗水管、冲洗水排出管、管道及附件内部：冲洗水排出槽、进水渠、滤料层承托层、排水系统配水系统滤料层简单引见滤料的种类：石英砂、无烟煤由无烟煤压成的不同粒径的颗粒、陶粒。给同窗展现新型滤料：纤维球，并引见纤维球、纤维丝任务原理，画出纤维丝。 新型滤料滤速 3040 m/h 高效 普通滤料 10 m/h垫料层承托层引见作用：承托滤料，资料为卵石或砾石普通粒径 232 排水系统画出排水系统表示图 引见滤头装配起来的排水系统工艺过程简引见滤池的运转过程 “过滤反冲洗两个过程交替三、机械过滤压力过滤器参见P53 图2-40 简介其构造及运用方法.并展现过滤头实

29、物四、影响过滤的要素学生课后阅读了解思索题：P55 前一问题、 第三章 污水的化学处置第一节 中和法一、根本原理酸 + 碱 = 盐 + 水 H+ + OH- = H2O中和法的适用范围：普通废水中的酸含量大于3%5%或碱含量大于1%3%时，应采用特殊方法进展回收，如造纸墨液采用喷雾加热的方法回收NaOH循环运用；硫酸废水可与铁反响消费硫酸亚铁、硫酸铁等。酸含量小于3%5%或碱含量小于1%3%时思索中和处置。中和处置的适用情况：结合实践P58污水排入受纳水体前，其PH值超越排放规范PH=69影响水生物。工业废水排入城市下水道系统，防止污水对管道系统呵斥腐蚀。污水在化学处置或生物处置前，化学处置法

30、要求废水的PH值升高或降低为一个最正确值。生物处置要求废水在一定的PH值范围内。二、酸性污水的中和处置药剂中和法酸性废水来源：化工、冶金、化纤、炼油、金属酸洗、电镀几种常用药剂：石灰Ca(OH)2 ，苛性钠NaOH ，石灰石CaCO3 ,碳酸钠N2CO3 过滤中和法 碱性滤料：石灰石、白云石、大理石普经过滤中和滤池画出中和滤池的表示图后引见工艺过程。教材、原理与一样不详细引见。一同看教材P61页，过滤中和法的优缺陷。三、碱性废水的中和处置利用酸性物质中和法碱性废水来源：造纸、皮革、化工、印染常采用废酸或利用烟道气中和烟道气主要含有的物质：CO2 、SO2 、H2S画图讲述喷淋塔的工艺过程：烟逆

31、向、废水向下喷淋、用填料添加接触面积。石灰乳的中和工艺流程图，因石灰乳运用最普通。思索题：P63 、 第二节 混凝混凝的主要对象是废水中的细小悬浮物颗粒和胶体微粒.这些颗粒很难用自然沉淀法从水中分别出去。混凝是向废水中投加化学药剂称为混凝剂使细小的悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较粗大的颗粒而沉淀，得以与水分别使废水得到净化的方法。一、混凝根本原理胶体的构造 胶体的双电层实际胶体颗粒的构造图几个概念 电位离子层：胶核外表吸附的带同号电荷的离子。反离子层：电位离子层外吸附的电性相反的离子层，电量一样使胶体离子电中性。 胶体粒子的双电层构造：电位离子层和反离子层。电位：胶核与溶液主体间的电位。电位：胶粒与

32、溶液主体间的电位。胶体的稳定性及其凝聚胶体稳定的缘由同类的胶体微粒带着同号的电荷，静电斥力阻止微粒间彼此接近聚合成较大颗粒，所以胶体颗粒不断地坚持分散的悬浮形状。颗粒带电越多，电位越大；分散层反离子越多，水化作用也越大，水化壳也越厚，因此分散层也越厚，越具有稳定性。凝聚：胶体颗粒相互吸附聚合，构成较大颗粒，依托重力下沉，这个构成较大颗粒的过程叫凝聚。针对两个颗粒分析库仑力与范德华力的作用：两者的合力，如库仑大排斥稳定 范德华力大吸引凝聚。二、水混凝的机理与过程凝聚和絮凝这三个概念的区别：凝聚是指脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程。絮凝是指未经脱稳的胶体聚结成大颗粒的景象.混凝那么包括絮凝与凝聚

33、两个过程。凝聚是瞬时的，絮凝需较长时间来完成，但两者也不好绝然分开。因此，将能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。一水混凝的四种机理紧缩双电层机理溶液中离子密度与分散层厚度的关系图紧缩双电层机理投加电解质反离子浓度 胶粒分散层厚度 电位 胶粒间吸引力，胶粒凝聚。吸附外表中和机理吸附电中和作用是胶粒对异号胶粒、异号离子、链状高分子带异号电荷的部位有剧烈的吸附。吸附外表中和作用结果是中和了离子所带电荷。静电压力，电位，发生脱稳和凝聚。假设吸附过多的反离子投药过多，电荷变号，排斥力，再稳。吸附架桥主要指高分子物质与胶粒的吸附与桥联。画出表示图污水浓度低 胶粒少时，达不到混凝效果加药量过量时，胶粒外表

34、饱合，再稳猛烈搅拌，再稳沉淀物网捕机理如用Al2(SO4)3 FeCl3 等时构成其金属、氢氧化物大得足以迅速沉淀时，水中的胶粒可被这些沉淀物在构成时网捕。强调：这四种机理不是单孤单立的，能够同时发生。机理尚在开展，目前是用其解释一些景象。三、混凝剂无机混凝剂无机盐类三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝无机高分子聚合物聚合氯化铝、聚合硫酸铁有机混凝剂聚丙烯酰胺四、助凝剂助凝剂，是与混凝剂一同运用，以促进水的混凝进程的辅助药剂。助凝剂的种类：调整剂PH调整剂CaO Ca(OH) Na2CO3 NaHCO3絮体构造改良剂聚丙烯酰胺、活性硅酸、粘土.氧化剂O3 Cl2 NaClO 将水中有机物氧化提高混凝效果

35、五、混凝效果的影响要素PH值以硫酸铝为例，PH8.2时，水解生成的Al(OH)3就要溶解失去作用。适宜的PH范围 5.77.8硫酸铝 PH 5.77.8铁盐 PH 4温度水温高，效果好；水温低，效果差。缘由：无机混凝剂，水温低，水解速度慢，水解时吸热。 低温，水粘度大，水中杂质热运动减慢，碰撞时机少。这两个要素影响絮凝体生长。因此，冬季低温低浊水难处置。药剂种类和投加量如：电位高，投加无机絮凝剂，脱稳凝聚。絮体细小，投高分子混凝剂或助凝。无机有机高分子并用提高效果。投加量需做实验，选择混凝剂种类也需实验画图引见烧杯实验过程搅拌协助 混合反响，凝聚和絮凝。一定要适当。六、混凝过程及设备混凝过程混

36、凝沉淀处置流程图 混凝剂助凝剂急速搅拌混合缓慢搅拌反响沉 淀分别出水沉渣混合、反响、沉淀三个阶段的作用：混合阶段是将药剂迅速、均匀地分配到废水中的各部分，以紧缩废水中的胶体颗粒的双电层，降低或消除胶粒的稳定性，使这些微粒能相互聚集成较大的微粒绒粒，也称矾花或絮体可见的。混合阶段需求猛烈短促的搅拌，作用时间要短，获得瞬时混合效果。反响阶段是促使失去稳定的胶体粒子碰撞结大，成为可见的矾花绒粒，需求时间长缓慢地搅拌。构成的较大的绒粒絮体送入沉淀池沉淀。混凝剂的投加干法投加、湿法投加。普通皆湿法投加。 设备：计量泵、水射器见P72 图3-10 P71溶液池的容积计算混合设备混合时间： 1030 s混合

37、设备：搅拌机、管道混合器、水泵叶轮混合画图分别讲解反响设备隔板反响池涡流反响池参见P73 图3-12、3-13、3-14、3-15 讲解边看图边讲七、廓清池图3-17引见水力循环廓清池、讲述运转过程参照P74复习思索题：P75 第三节 化学氧化复原概念：化学氧化复原法是指参与氧化剂或复原剂将污水中有害物质氧化成复原为无害物质的方法。有机物 无机物 溶于水的污染物 不溶于水的 CO2 H2O S2- Mn2+ MnO2一、空气氧化例：地下水除铁锰 Fe2+ Fe3+ Fe(OH)3Mn2+ MnO2绘图讲述工艺流程：海林啤酒厂工业废水脱硫皮革废水脱毛工艺水含Na2S(上海益民制革厂)二、臭氧氧化

38、O3 强氧化剂作用：消毒杀菌 去除CN- Fe2+ Mn2+ 色 味 臭 C6H5OH 降 COD、BOD臭氧的性质鱼腥味淡紫色气体 清晨松林中的气味即臭氧产生不稳定性 常温常压 自行分解成为O2放出热量溶解度 是O2的10倍，是空气的25倍毒性 高浓度有毒，对眼、呼吸器官刺激，头痛恶化氧化性 强氧化剂，杀菌、病毒和芽孢腐蚀性 不锈钢和塑料耐O3臭氧的制备 可引见制备全过程： 空气除尘空气枯燥制氧制O3分子筛 大庆化肥厂水厂 惠康食品公司回用水臭氧在污水处置中的运用例：油脂加工废水回用途置三、氯氧化常用含氯药剂：液氯、漂白粉、次氯酸纳、二氧化氯氯消毒学生自学消毒影响要素自学污水氯氧化含氰污水处

39、置含氰废水来源于电镀行业，破氰需二个阶段。反响条件及方程式第一阶段：CN- CNO- 氰酸根 PH=1011 不断加碱维持PH NaCN+2NaOH+Cl2 NaCNO+2NaCl+H2O NaCNO 仍有毒性第二阶段：CNO- N2 PH 88.52NaCNO+4NaOH+2Cl2 2CO2+6NaCl+N2+ H2O药剂量：CN：Cl2：NaOH = 1：6.8：6.2PH普通 8目前利用氧化复原电位对反响进展自动控制。加氯设备参照P83 图3-26引见氯氧化系统指出：Cl2有毒。处置水量小时可选用其它氧化剂四、其它氧化剂P84高锰酸钾高锰酸钾处置地面微污染水。过氧化氢H2O2 与催化剂F

40、e2+构成氧化体系，加快氧化。五、化学复原复原除铬例：镀铬废水电镀复原剂：SO2、NaHSO3 Na2SO3 FeSO46Fe2+ +Cr2O7- + 14H+ 2Cr3+ + 6Fe3+ +7H2OCr3+ + Fe3+ + 6OH- Cr(OH)3+ Fe(OH)3反响用氧化复原电位控制。六、化学沉淀例：电镀废水中用HF清洗金属外表产生的废水F-Ca(OH)2 + 2HF CaF2+ 2H2O复习思索题：P85 第四章 污水的生物处置第一节 生化处置与微生物一、微生物的生理特征及其规律污水处置常见的微生物微生物的特点：个体小 分布广，种类繁多 繁衍快 容易变异植物型微生物只引见分类称号其他

41、课后阅读a. 菌类：球菌、杆菌、螺旋菌b. 高等细菌多细胞：球衣细菌、丝状细菌c. 真菌：酵母菌、霉菌d. 藻类提出菌胶团概念，见P89 图43 强调污水处置中菌胶团的作用动物型微生物只引见称号e. 原生动物f. 后生动物微生物的新陈代谢新陈代谢的概念：微生物在生命活动过程中，不断向外界环境中摄取营养物质，并经过复杂的酶催化反响将其加以利用，提供能量并合成新的生命体，同时又不断向外界环境排泄废物。这种为了维持生命活动与繁衍下代而进展的各种化学变化称为微生物的新陈代谢。以能量的释放与吸收为根据，代谢可分为分解代谢与合成代谢。分解代谢与合成代谢的过程：分解大分子有机物低分子物质能量释放ATP储能合

42、成新细胞分解与合成代谢相互依赖，共同进展，分解为合成提供物质根底和能量来源，合成代谢使生物体不断添加，两者亲密配合推进生命运动。分解代谢异化作用好氧代谢：好氧微生物和兼性微生物参与，氧为受氢体 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + 2880 KJ厌氧代谢：厌氧微生物和兼性微生物参与，无氧，受氢体是有机物或含氧化合物 C6H12O6 + 12KNO3 6CO + 6H2O + 12 KNO2 + 1796 KJ C6H12O6 2CH3CH2OH + 2CO2 + 226 KJ好氧代谢与厌氧代谢的区别： 有机物分解程度释放能量代谢速度最终产物好氧彻底多快CO2 H2O厌氧不彻底

43、少慢沼气CH4 由此可见，污水处置的角度希望好氧代谢这种方式，短时间内几小时或几十个小时有机物无机化。有机物浓度高时，需求厌氧处置，做为好氧的前处置。近年来北京环境维护研讨院王凯军、贾立敏等关于厌氧反响器的研讨，提高了反响速度，提高了生化反响速度和效率。合成代谢同化作用概念：微生物从外界获得能量，将低分子化合物合成生物体的过程。微生物的新陈代谢体系图： 分解代解 复杂物质分解为 微生物 异化作用 简单物质 + 能量 释放 新陈代谢 合成代谢 同化作用 微生物增殖微生物生长的营养及影响要素营养要求及微生物酶a. 营养由微生物的化学组成导出营养微生物赖以生存的主要营养物细菌：C5H7NO2 霉菌：

44、C10H17O6N 原生动物：C7H14O3N碳 碳源 氮 氮源 磷 磷源营养物对微生物的作用：提供合成细胞质时需求的物质；细胞增长和生物合成反响的能源；充任产能反响所释放的电子受体。指出：微生物的生物代解反响几乎全部由酶催化。酶是由活性细胞产生的一些特殊的蛋白质是具有高度专注性的催化剂。b. 酶水解酶 促进水解作用氧化复原酶 促进氧化复原作用蛋白酶 促进水解蛋白质脂肪酶 促进水解脂肪以细菌的生长繁衍为例阐明内酶与外酶在细菌的代谢过程中的作用方式： 简单溶解性物质 内酶a.细菌无摄食器官 细胞膜浸透吸入细胞 氧化、合成 复杂的固体及胶体 吸附在细胞周围 细胞再渗入b.细菌 分泌外酶 分解转化成

45、溶解性物质 内酶作用 细菌长大、繁衍 氧化、合成 污水净化 迅速酶的特性：酶的特性，是高度的催化才干和专注性，分子量大，呈胶体形状两性化合物，有等电点、不耐高热，易被毒物钝化、破坏，有最高、最低、最适当的温度和酸碱度。环境对微生物的影响 看教材P9495有关内容微生物的生长规律微生物的繁衍和生长曲线绘出细菌生长曲线，讲解细菌的四个生长时期的构成过程。a. 顺应期停滞期b. 对数期c. 平衡期静止期d. 衰老期内源代谢期生物负荷率F / M F有机底物量 M生物量经过调整F / M的比值可使微生物细菌的生长控制在不同的生长时期。细菌的定向变异细菌遭到环境要素影响后，改动本人的特性，可人为培育驯化

46、，使其顺应所处环境，如活性污泥的培育驯化。4.1.2污水的可生化性及提高可生化性的途径污水的可生化性a.可生化性：污水用生物处置的能够性b.评价方法普通用BOD5 / COD比值评价，详见P98表4-3 BOD5 / COD0.450.30.450.20.30.2可生化性好较好较难不宜本章其他内容学生自学P97可生化的条件及抑制生物处置的允许极限浓度提高可生化性的措施严厉控制工业废水的水质加强预处置措施研讨新的高效，稳定的生物处置工艺运用微生物学的科究成果工程菌三、污水生物处置方法概述 教材P99 阅读复习思索题：P100 第二节 活性污泥法一、活性污泥组成及其性能目的活性污泥法是利用悬浮生长

47、的微生物絮体处置有机污水的一类好氧生化处置方法。活性污泥是人工培育的生物絮体。方式过程：生活污水曝气 褐色絮状体 显微镜 微生物 活性污泥活性污泥组成：微生物、无机物和分解中的有机物微生物和有机物为挥发性部分常见的微生物细菌a.游离细菌 b.菌胶团 c.丝状细菌参见教材P89 图4-3、4-4重点引见细胶团，丝状细菌在污水处置中特性及作用原生动物 先看P101 表4-4 熟习称号，然后P91 图4-9 P92 图4-10、4-11。引见指示生物的概念，引见食物链的概念：有机污染物细菌原生动物绘出活性污泥法流程：活性污泥性能目的由于活性污泥法在运用中需求颗粒松散，易于吸附氧化有机物，并易于凝聚沉

48、淀分别，活性污泥沉淀浓缩性能关系出水水质、回流多少、二次池大小、剩余污泥处置难易等。运转参数，污泥浓度、回流、沉淀剩余污泥等，即活性污泥主要性能目的活性污泥法的根本流程污泥浓度a. 混合液悬浮固体MLSS 混合液污泥浓度混合液悬浮固体，是指曝气池中单位体积混合液所含悬浮固体质量。 单位：mg/l或g/lb. 混合液挥发性悬浮固体MLVSS混合液挥发性悬浮固体，是指曝气池中单位体积混合液悬浮固体中有机物的质量。单位：mg/l或g/lMLSS与MLVSS反响活性污泥中微生物的量，它们之间有相对稳定的关系。普通控制MLSS 24g/l污泥沉降比SV %污泥沉降比，是指曝气池中混合液沉淀30min后，

49、沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数。由于活性污泥在沉淀30min后，普通可接近最大密度，所以以30min为规范。SV%的测定简便、迅速，所以用其指点活性污泥法的运转。普通SV% 1530 左右污泥容积指数污泥指数污泥容积指数，是曝气池混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的污泥容积。计算公式：SVI=混合液30min沉降比%10 / 混合液浓度g/l例：SV%=20，MLSS=2000 mg/l,求SVI=？ SVI = 2010 / 20001/1000 = 100ml/gSVI的单位经常省略，SVI能准确地反映出活性污泥的沉降性能的好坏。SVI低，沉降好 SVI高，沉降差SVI过低，无机

50、物多、污泥活性差SVI过高，膨胀发生污泥膨胀景象普通 SVI 50100之间二、活性污泥法处置过程活性污泥法的根本原理活性污泥净化污水包括三个主要过程，吸附、微生物代谢、絮凝体的构成与凝聚沉淀。吸附在活性污泥法中，污水主要由于活性污泥的吸附作用而得到净化。在活性污泥系统里，吸附作用进展得非常迅速。当污水与活性污泥接触后很短时间内1040mm有机污染物即被大量去除，出现很高的BOD去除率。由于活性污泥有着很大的外表积，在外表富集着大量的微生物，在其外部覆盖着多糖类的粘质层。当活性污泥与污水接触时，污水中呈悬浮和胶体形状的有机污染物即被活性污泥所凝聚和吸附而得到去除。吸附有机污染物转移污泥吸附才干

51、此阶段有机污染物的去除速度取决于两个方面微生物的活性程度；反响器内水力分散程度与水动力学规律，活性程度与水力分散程度等。提高去除速度方法，可使回流污泥充分曝气再生提高活性，添加活性污泥与有机物与O2的接触微生物代谢作用微生物对有机物的分解代谢及合成代谢及其产物方式图营养充足，活性污泥增长与有机物去除是同步的，污泥增长、有机物去除絮凝体的构成与凝聚沉淀缘由：a.细菌体内羟基丁酸释放 b.微生物摄食时释放粘性物质 c.i外界营养缺乏时，细菌内部能量降低电荷减少、结合力大、构成绒粒。 ii外界营养足时，细菌内部能量升高电荷增大、构成绒粒分散。沉淀好坏影响出水水质，活性污泥法的处置效率应思索二沉池的分

52、别效率。活性污泥的增长规律活性污泥的增长三个阶段对数增长期、减速增长期、内源呼吸期。F/M影响活性污泥增长速率，有机物去除率，O2的利用率，污泥的凝聚吸附性能。绘出活性污泥微生物增长曲线。 对数增长期：F/M 高 减速增长： F/M 低 内源呼吸期：F/M 更低 参见P104 解释一、二阶段不同的一级反响 以F/M比值的变化，三个阶段的实践情况。同时根据曲线上BOD的变化趋势与污泥的变化于三个阶段的规律关，O2的利用率随BOD的下降污泥增长也在变化。F/M是以BOD污泥负荷率Ns表示。活性污泥法的运转参数污泥负荷Ns污泥负荷所表示的是曝气池内单位质量kg的活性污泥，在单位时间1d内可以接受，并

53、将其降解到预定程度的有机污染物的量BOD。F/M = Ns = QLa / XV kgBOD/kgMLSSd式中：Q污水流量，m3/d La原污水中有机污染物浓度，mg/l V曝气池容积，m3 X混合液悬浮固体浓度，mg/lNs是活性污泥法设计和运转的主要参数。普通 0.30.5 kgBOD/kgMLSSd工程设计时常用Ns确定曝气池容积。污泥龄平均细胞停留时间、污泥滞流时间污泥龄，是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数。活性污泥系统流程图：Q污水流量，m3/dV曝气池有效容积，m3Qr回流污泥量，m3/dXr回流污泥浓度，g/lQw剩余污泥流量，m3/dXe出水悬浮固体浓度。活性污泥处置

54、系统坚持正常、稳定运转的一项重要的条件，是必需在曝气池内坚持相对稳定的悬浮固体MLSS量。但是，活性污泥反响的结果，使曝气池内的活性污泥在量上有所增长，这样，每天必需从系统中排出相当于增长量的活性污泥量。此外，在曝气池内，微生物新细胞生成的同时，又有一部分微生物老化，活性衰退，为了使曝气池内经常坚持高度活性的活性污泥，每天都应有一定数量的作为剩余污泥的活性污泥排出系统。每日排出的剩余污泥量，应等于每日增长的污泥量。用X表示曝气池内的每日增长的活性污泥量，这样每日排出系统外的活性污泥量，包括作为剩余污泥排出的和随处置水流出的，用流程图分析推出该公式：X = QwXr +Q- QwXe X曝气池内

55、每日增长的活性污泥量，即应排出系统外的活性污泥量，kg/d Qw作为剩余污泥排放的污泥流量，m3/d Xr剩余污泥浓度，g/l Q污水流量，m3/d Xe排放处置水中悬浮固体浓度，g/l曝气池内活性污泥总量VX与每日排放污泥量之比，称之为污泥龄，即活性污泥在曝气池内平均停留时间，即： c = VX /X 污泥增长量c污泥龄平均细胞停留时间dc = VX / QwXr + Q- QwXe在普通条件下，Xe值极低可忽略不计，上试简化为c = VX / QwXrQwXr剩余污泥量 QwXr = X污泥龄是活性污泥法处置系统设计、运转的一个重要参数反映了活性污泥吸附有机物以后，进展稳定氧化的时间的长短

56、。污泥龄越长，有机物氧化稳定得越彻底处置效果越好，剩余污泥量越少。 P105有机污染物去除量与活性污泥量的添加在活性污泥法处置系统中，在活性污泥的代谢作用下，污水中的有机污染物得到降解、去除、与之同步产生的那么是活性污泥微生物本身的增殖和随之而来的活性污泥的增长。可用下式表达：X = aQLr bXV式中： X曝气池中每日新增的污泥量，即剩余污泥每日排放量，kg/l Lr污水的BOD去除量，kg/ m3 Q污水流量，m3/d X混合液污泥浓度，kg/ m3 V曝气池有效容积，m3 a污泥增长系数，即去除每kgBOD所产生的污泥kg数 b污泥本身氧化率，即为每日每kg污泥由于本身氧化所减少的kg

57、数。 公式的两边同时除以XV，得X / XV = aQLr / XV b根据污泥龄的定义，XV/X看做污泥龄，而QLr/XV即为以有机物去除量为根底的污泥负荷率以U表示，那么上式可以写成：1 / c = aU b图中a,b是常数，所以c与U存在着相关关系。污泥龄c与去除有机负荷呈反比关系。经过小型实验或运转所得的数据，按公式X/XV= aQLr/XV b以图解法求得不同污水的a,b值，即将公式按直线方程y=ax+b思索，以X/XV为纵轴以QLr/XV为横轴将数据点入得坐标图，直线斜率为a值而与纵轴截距即为b值。图解法求a ,b由于影响污泥增长的要素很多Qc，污水水质、营养情况及充氧情况等，所以

58、a 和b值最好经过实验确定P106表4-5列出的a ,b值 参考，用于设计计算。曝气时间 t曝气时间，是指污水流过曝气池时间，也称水力停留时间或停留时间。 t= V / Q (h) V 曝气池容积，m3 Q 污水流量， m3/h污泥回流比 R污泥回流比，是回流污泥量与污水流量之比%。曝气池混合液浓度与污泥回流比R和回流污泥浓度之间的关系。 X( Q + QR ) =QRXR 等式两边同时除以Q X1 + QR/Q = QR/QXR QR/Q = R X1 XR上式反映了曝气池内混合液污泥浓度与污泥回流比和回流污泥浓度之间的关系。XR普通为g/l活性污泥法的运转方式普通活性污泥法原污水从曝气池首

59、端进入池内，由二次沉淀池回流的回流污泥也同步注入。污水与回流污泥方式混合液在池内呈推流方式流动至池的末端，流出池外进入二沉池，在这里处置后的污水与活性污泥分别，部分污泥回流曝气池，部分污泥那么作为剩余污泥排出系统。特征：a.有机污染物降解阅历了吸附和代谢的完好过程，在同一池内完成。b.活性污泥阅历了一个从池首的对数增长，经减速增长到池末端的内源呼吸的完全生长周期。c.沿池长逐渐降低，需氧量沿池长不均匀。缺陷：a.不顺应冲击负荷b.容积负荷低、占地面积大c.动力浪费d.耗氧速度与供养速度不吻适宜应。阶段曝气法是针对普通活性污泥系统存在的问题作了某些改革的活性污泥处置系统。板绘：特点：a.有机污染

60、物负荷及需氧率平衡。b.对水质、水量的冲击负荷才干提高。c.活性污泥浓度延池长逐渐降低有利于二沉池固液分别。生物吸附法这种运转方式是将活性污泥对有机物降解的两个过程吸附与代谢分别在各自的反响器内进展。a再生段与吸附段分建b再生段与吸附段合建特点：a.吸附与再生池溶积小b.具有一定的接受冲击负荷的才干缺陷：污水处置效果较传统活性污泥法差。完全混合法污水与回流污泥进入曝气池后，立刻与池内混合液充分混合可以以为池内混合液是曾经处置而未经泥水分别的处置水。特点：a.污水被混合液稀释、均化、对冲击负荷有较强顺应才干b.池内各部位值相等，各部位有机污染物降解工艺一样c.需氧速度平衡，动力耗费低延时曝气法特